실시간 비선형 최적화 알고리즘을 이용한 족형 로봇의 스윙 궤적 최적화 방법
Swing Trajectory Optimization of Legged Robot by Real-Time Nonlinear Programming
- 주제(키워드) 도움말 실시간 비선형 알고리즘 , 궤적 최적화 , 족형 로봇
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 공경철
- 발행년도 2016
- 학위수여년월 2016. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000058916
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
족형 로봇의 효율적인 스윙 궤적은 다리로 보행하는 사람이나 동물의 궤적과 다르다. 이는 로봇과 동물은 관절에서 토크를 생성하는 구조, 자유도, 몸체 강성 등에서 완전히 다른 특성을 가지고 있기 때문이다. 관절 로봇의 스윙 동작에서 효율을 증대시키기 위해 각 관절의 각도 궤적을 시간에 대한 다항식 궤적으로 근사화하여 변수화한 후, 이에 대해 스윙 동작에서 사용하는 에너지와 추종성능을 평가할 수 있는 목적 함수를 설계하였다. 또한 목적 함수의 변수가 1개인 경우, 2개인 경우 각각에 대해 최적화를 수행하였다. 본 논문에서는 정해진 목적 함수의 최적 값을 구하는 것에 실시간 비선형 최적화 알고리즘을 적용하는 것을 제안한다. 알고리즘을 단순화된 시뮬레이션에 적용하여 설계된 최적화 문제에 대한 최적 점의 존재 가능성을 살펴본 후에 실제 로봇 다리 모듈에 적용하였다. 시뮬레이션과 실험 모두 설계 변수들은 일정한 값으로 수렴하였고 그에 따라 목적 함수의 값이 감소하는 결과를 얻을 수 있었다. 실험에서는 이와 더불어 모터에 입력되는 전류 값을 결정하는 모터 입력 신호의 실직적인 감소를 얻을 수 있었다.
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